优先队列 priority_queue 的常见用法详解

本文介绍了C++中的优先队列priority_queue,它基于堆实现,队首元素优先级最高。讨论了其特点、使用方法,包括push、pop、top、empty和size等函数,并详细阐述了如何设置不同数据类型元素的优先级,特别是结构体类型的优先级设置,需要通过重载小于号运算符‘<’来实现。

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1.特点:
priority_queue又称优先队列,其底层是用堆来实现的。在优先队列中,默认情况下,队首元素一定是当前优先级最高的那一个。在对其进行添加元素的时候,其中的堆结构会动态的调整自身结构,以保证当前的队首元素优先级最大。
2.使用:
如果想要使用优先级队列priority_queue,需要先添加头文件#include

//priority_queue<typename> name;
#include<stdio.h>
#include<queue>
using namespace std;
int main()
{
    priority_queue<int> q;
    q.push(3);     //将元素入队,此时优先队列会调整自身结构
    q.push(4);
    q.push(9);
    q.push(0);
    printf("%d ",q.size());  //返回优先队列当前的元素个数
    while(!q.empty()){       //如果优先队列不空,那么返回false
        printf("%d ",q.top());     //访问队首元素
        q.pop();             //弹出当前的队首元素。
    }

 } 

3.常用函数

  1. push()
    将一个元素入队,时间复杂度为logN(N为其中的元素个数)
  2. pop()
    将队首元素(堆顶元素)弹出队列。
  3. top()
    访问队首的元素。使用top之前必须先使用empty()判断优先队列是不是空的,否则可能因为队空而出现错误。
  4. empty()
    判断优先队列是不是空的,空队列返回true
  5. size()
    返回当前优先队列内的元素个数。

4.优先级队列内的元素优先级的设置。

  • 基本数据类型的优先级设置
    基本类型指的是int,char,double等可以直接使用的数据类型,优先级队列对这些类型的优先级设置默认为数字越大的优先级越大(char类型的则是字母序越大的优先级越大)。
priority_queue<typename> q;
priority_queue<typename,vector<typename>,less<typename> > q;//注意最后两个>>之间要有空格。

上面这两种定义方法是等效的。less表示这种数据类型数字大的优先级越大。而换成greater的话,则是数字小的优先级越大。

  • 结构体类型的优先级设置
    我们使用一个例子来说明。小明要去买手机,手机了一些信息之后,想要设置价格低的优先级高。
struct mobile{
    char brand[20];       //品牌 
    int price;            //价格 
    friend bool operator <(const mobile &f1,const mobile &f2){     
        return f1.price > f2.price;
    }
};

其中我们需要在结构体中重载(overload)小于号“<”。重载是指对已有的运算符重新定义,改变其本身固有的含义,例如把小于号的功能重载为大于号的功能(规定,不能重载大于号,否则编译报错。其实从数学上来看也只需要重载小于号即可,比如a>b等价判断b

priority_queue<mobile> q;
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